JP4742729B2 - 光結合器及び光コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、レンズと光ファイバを結合する光結合器及びこの光結合器を備えた光コネクタに関する。詳しくは、レンズの後方に光ファイバを保持するファイバ保持部を一体に形成することで、レンズと光ファイバの位置合わせを、簡易に行えるようにしたものである。

光信号が伝搬される光ファイバ同士を結合する場合、あるいは、光ファイバと各種光デバイスを結合する場合等に、レンズを用いて結合効率を向上させる技術が提案され、単数あるいは複数の光ファイバとレンズを結合させる光結合器が提案されている。

例えば、光ファイバアレイとレンズアレイの結合方法として、光ファイバの保持部材とレンズ部材を独立した部品として製作し、それぞれの部材に備えられる位置決め機構を用いて、レンズとファイバの位置合わせを行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、レンズとファイバの安価な結合方法として、レンズ基板の裏側に製作した凹部にファイバを挿入して位置決めを行う技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平８−７５９５０号公報 特開平８−１７９１５５号公報

しかし、特許文献１に開示された技術のように、光ファイバの保持部材とレンズ部材を別部品で構成すると、部品点数が増加すると共に、組立工程が複雑になるという問題がある。

すなわち、光ファイバを保持部材に予め整列する必要があり、その際に光ファイバの光軸方向の位置決めが困難である。また、別部品である保持部材とレンズ部材の位置決め機構として用いる突起も、レンズと同程度の大きさであるため、正確な組立を行うのが困難である。更には、ファイバの保持部材にファイバを整列させて固定する工程と、レンズ部材をファイバ保持部材に固定する工程の２段階の工程が必要となり、組立が複雑になっている。

また、特許文献２に開示された技術のように、レンズ基板の裏側に製作した凹部にファイバを挿入して位置決めを行う構成では、部品点数は少なくなるが、正確な位置合わせが困難で、組立も簡易化されないという問題がある。

すなわち、光ファイバを凹部に挿入することで位置合わせを行うため、高精度な位置合わせをする場合、凹部の径を光ファイバの径と略同等に形成する必要があり、凹部の径は光ファイバの径よりあまり大きくすることができない。

そのため、実際の組立で多チャンネルの光ファイバを凹部に同時に挿入するのは非常に困難である。

また、光ファイバのレンズと接続される部分の径は例えば１００μｍ程度と細いので、高精度に光ファイバを位置合わせするような細い径の凹部を深く製作する（アスペクト比の高い穴を製作する）のは、技術的に難しく、凹部の深さは凹部の径の２倍程度が限界である。通常、レンズと光ファイバを結合する場合は、レンズに対して光ファイバが垂直に結合されることが要求されるが、このような浅い凹部では、レンズに対して光ファイバの角度を所定の角度に調整して固定することは困難である。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、レンズと光ファイバを簡易な工程で高精度に位置合わせできる光結合器及び光コネクタを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明の光結合器は、少なくとも２個以上のレンズが並列して配設されたレンズ形成部と、
レンズ形成部と垂直方向で一体に形成され、光ファイバを保持するファイバ保持部と、ファイバ保持部に形成され、前記レンズの数に対応して前記光ファイバを挿入可能で、光ファイバをレンズに光結合するよう位置合わせするファイバガイド溝と、を備える。
さらに、ファイバガイド溝の長手方向と同方向のファイバ保持部の側面両側に形成されたテーパ部と、テーパ部の外形に合致する開口部である位置合わせテーパ部を有すると共に、テーパ部が位置合わせテーパ部に挿入されたときに、レンズ側に光結合の光路形成のための所定長さを有する光路形成開口部を有するフェルール部材と、を備える。

本発明の光結合器では、光信号が伝搬される光ファイバは、レンズの後方でレンズに対して位置合わせされて保持され、光ファイバから出射した光信号がレンズに結合すると共に、レンズを通った光信号が光ファイバに結合する。

また、本発明の光コネクタは、上述した光結合器を一対設けてなり、一対の前記フェルール部材が挿入可能な大きさで、且つ、前記レンズ形成部同士を対向する向きに挿入するようにしたスリーブと、を備えた。

本発明の光コネクタでは、光信号が伝搬される光ファイバは、レンズの後方でレンズに対して位置合わせされて保持される。光ファイバとレンズが位置合わせされて結合された一対の光結合器は、レンズを対向させ、かつ対向するレンズの光軸を一致させて接続されることで、一方の光結合器で光ファイバから出射した光信号がレンズに結合し、レンズを通って他方の光結合器のレンズに結合する。そして、他方の光結合器のレンズを通った光信号が光ファイバに結合する。

本発明の光結合器によれば、レンズが形成されるレンズ形成部と光ファイバを保持するファイバ保持部を一体に形成したレンズ部材を備えることで、部品点数を減らすことができる。また、簡易な組立工程でレンズと光ファイバを高精度に位置合わせすることができる。

本発明の光コネクタによれば、レンズと光ファイバの位置合わせが高精度に行われた光結合器を用いることで、損失を押さえることができると共に、部品点数を減らすことができることから、低コストで提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の光結合器及び光コネクタの実施の形態について説明する。

＜参考例１＞
図１，図２は参考例１の光結合器の一例を示す構成図で、図１（ａ）は参考例１の光結合器１Ａを構成するレンズ部材２Ａの斜視図、図１（ｂ）は光ファイバ２０を結合した光結合器１Ａの側断面図である。また、図２（ａ）は光ファイバ２０を結合した光結合器１Ａの平面図、図２（ｂ）は光ファイバ２０を結合した光結合器１Ａの側面図である。

参考例１の光結合器１Ａは、レンズ部材２Ａに１本あるいは複数本の光ファイバ２０を光学的に結合する。光ファイバ２０は、例えば、複数本の光ファイバ２０をアレイ状に束ねて構成されるファイバリボンケーブルで、各光ファイバ２０は、ファイバリボンケーブルの先端部分を１本ずつに分けたものである。なお、光ファイバ２０として、本例ではマルチモード光ファイバが用いられる。また、結合する光ファイバ２０の本数は、例えば４本である。

レンズ部材２Ａは、レンズ形成部３Ａとファイバ保持部４Ａを備える。レンズ形成部３Ａとファイバ保持部４Ａは、光ファイバ２０のコア２０ａと略同等の屈折率を有する透明な樹脂材料で構成され、レンズ部材２Ａは、レンズ形成部３Ａとファイバ保持部４Ａが一体に成形される。

レンズ形成部３Ａは、結合する光ファイバ２０の本数に合わせて単数あるいは複数のコリメータレンズ５Ａを備える。コリメータレンズ５Ａは、レンズ形成部３Ａの前面に金型を用いたモールド成形等で所定の形状の凸レンズを一体に成形して構成され、本例では、結合する光ファイバ２０の本数に合わせて４個のコリメータレンズ５Ａが一列に配置される。

ファイバ保持部４Ａは、レンズ形成部３Ａの後面側からコリメータレンズ５Ａの光軸方向に沿って延び、各コリメータレンズ５Ａの後方にファイバガイド溝６Ａを備える。

ファイバガイド溝６Ａは、ファイバ保持部４Ａの上面側が開口した断面形状が四角状の溝部で、ファイバガイド溝６Ａの幅及び底面からの高さが、光ファイバ２０の直径と略同等に構成される。

また、ファイバガイド溝６Ａは、コリメータレンズ５Ａに対して垂直に、コリメータレンズ５Ａの光軸方向に沿って延び、ファイバ保持部４Ａの前端側となるレンズ形成部３Ａの後面からファイバ保持部４Ａの後端面まで直線状につながっている。

これにより、光ファイバ２０は、ファイバガイド溝６Ａに挿入されて、コリメータレンズ５Ａの後方でファイバ保持部４Ａに保持される。更に、ファイバガイド溝６Ａに光ファイバ２０が挿入されると、コリメータレンズ５Ａの光軸中心と、光ファイバ２０のコア２０ａの光軸中心が一致するように、ファイバガイド溝６Ａの形成位置が設定される。

すなわち、ファイバガイド溝６Ａは、幅及び底面からの高さが光ファイバ２０の直径と略同等に構成されるので、ファイバガイド溝６Ａに光ファイバ２０を挿入すると、ファイバガイド溝６Ａの側壁面と光ファイバ２０の外周面との間には殆ど隙間が形成されず、光ファイバ２０の径方向の移動が規制される。

従って、ファイバガイド溝６Ａに光ファイバ２０を挿入すると、コリメータレンズ５Ａの光軸中心と、光ファイバ２０のコア２０ａの光軸中心が一致するように、ファイバガイド溝６Ａの形成位置等を設定することで、ファイバガイド溝６Ａに光ファイバ２０を挿入することによって、光ファイバ２０がコリメータレンズ５Ａに対して調芯される構成となっている。

また、光ファイバ２０の先端からコリメータレンズ５Ａまでの距離も、ファイバガイド溝６Ａの先端に光ファイバ２０の先端面を押し付ければ、最適な位置となるように構成される。

光結合器１Ａは、各ファイバガイド溝６Ａに挿入された各光ファイバ２０を固定する押さえ蓋７を備える。押さえ蓋７は、光を透過する透明な材質で構成され、ファイバ保持部４Ａの上面に接着剤８により接着固定される。また、各光ファイバ２０は、押さえ蓋７に押さえられて、接着剤８によりファイバガイド溝６Ａに接着固定される。

次に、光結合器１Ａにおける光ファイバ２０の結合工程について説明する。まず、レンズ部材２Ａを図示しない台座に固定し、ファイバ保持部４Ａの後方上部から光ファイバ２０をファイバガイド溝６Ａに挿入した後、押さえ蓋７で各光ファイバ２０を上から押さえると共に、各光ファイバ２０の先端面をファイバガイド溝６Ａの先端に突き当てる。

上述したように、ファイバガイド溝６Ａは、幅及び底面からの高さが光ファイバ２０の直径と略同等に構成されるので、各ファイバガイド溝６Ａに光ファイバ２０を挿入して、各光ファイバ２０を押さえ蓋７で上から押さえると、各光ファイバ２０は、ファイバガイド溝６Ａの底面に押し付けられる。また、ファイバガイド溝６Ａの側壁面と光ファイバ２０との間には殆ど隙間は形成されないので、光ファイバ２０の径方向の移動が規制される。

次に、押さえ蓋７とレンズ部材２Ａの間に、レンズ部材２Ａと略屈折率が等しい透明なＵＶ（紫外線）硬化型の接着剤８を塗布した後、ＵＶ照射を行って接着剤８を硬化させ、レンズ部材２Ａと光ファイバ２０と押さえ蓋７を接着固定する。

これにより、光ファイバ２０は、コア２０ａの光軸中心がコリメータレンズ５Ａの光軸中心と一致する位置で固定されることになり、簡易な工程で、コリメータレンズ５Ａに対して最適な位置に光ファイバ２０を固定することができる。

図３は光結合器１Ａを適用した光コネクタ３１Ａの一例を示す構成図で、次に、光コネクタ３１Ａの構成及び動作について説明する。

光コネクタ３１Ａは、それぞれ光ファイバ２０が結合された一対の光結合器１Ａと、各光結合器１Ａが取り付けられたフェルール部材３２Ａと、光結合器１Ａが取り付けられたフェルール部材３２Ａを位置合わせてして結合するスリーブ３３Ａとを備える。

フェルール部材３２Ａとスリーブ３３Ａは位置合わせ部材の一例で、フェルール部材３２Ａに取り付けられた一対の光結合器１Ａは、コリメータレンズ５Ａを対向させる向きで、かつ対向するコリメータレンズ５Ａの光軸が略一致するようにスリーブ３３Ａで支持されて、光結合器１Ａ同士が結合される。

上述した構成の光コネクタ３１Ａでは、図示しない送信装置から出力され、光ファイバ２０のコア２０ａを伝搬される光信号Ｓは、コア２０ａの端面から出射して、光結合器１Ａのレンズ形成部３Ａの後面からコリメータレンズ５Ａに入射する。所定の放射角で光ファイバ２０から出射した光信号Ｓは、コリメータレンズ５Ａを通ることで平行光となって、コリメータレンズ５Ａから出射する。

一方の光結合器１Ａのコリメータレンズ５Ａから出射した光信号Ｓは、他方の光結合器１Ａのコリメータレンズ５Ａに入射する。コリメータレンズ５Ａに入射した光信号Ｓは、光ファイバ２０のコア２０ａの端面に集光し、コア２０ａに入射する。そして、光ファイバ２０のコア２０ａに入射した光信号Ｓは、コア２０ａを伝搬されて、図示しない受信装置に入力される。

以上説明した光結合器１Ａは、光ファイバ２０のコア２０ａの屈折率と略同等の屈折率を有する透明な樹脂材料を使用して、コリメータレンズ５Ａが形成されたレンズ形成部３Ａとファイバガイド溝６Ａが形成されたファイバ保持部４Ａを一体にモールド成形によって作製することが可能である。

また、光結合器１Ａは、必要される部品がレンズ部材２Ａと押さえ蓋７と光ファイバ２０の３点となり、部品点数が少なくなる。

これにより、光結合器１Ａは、量産性が非常に優れ、低コストで作製することが可能である。

また、光結合器１Ａは、光ファイバ２０から所定の放射角で出射された光信号を、コリメータレンズ５Ａで平行光として出射するので、光結合器１Ａを対向して配置することによって、光軸方向の位置ずれに強い光コネクタ３１Ａを簡易に作製可能である。

なお、以上説明した光結合器１Ａでは、ファイバガイド溝６Ａとして断面形状が四角形の溝を用いたが、側壁面がテーパ形状となっているＶ溝形状や台形形状としても良い。このように、ファイバガイド溝６ＡをＶ溝形状や台形形状とすることで、溝の上方の幅を光ファイバ２０の直径より広くできるので、光ファイバ２０をファイバ挿入溝６Ａに挿入する時の位置合わせが更に簡易になる。

また、光結合器１Ａでは、結合する光ファイバ２０及びコリメータレンズ５Ａの数は４チャンネルとしたが、本発明を適用した光結合器１Ａは、１チャンネルあるいは任意の多チャンネルの光結合器を作製することが可能である。

＜参考例２＞
図４は参考例２の光結合器の一例を示す構成図で、図４（ａ）は参考例２の光結合器１Ｂを構成するレンズ部材２Ｂの斜視図、図４（ｂ）は光結合器１Ｂの平面図である。

参考例２の光結合器１Ｂは、コリメータレンズ５Ｂが形成されたレンズ形成部３Ｂと、光ファイバ２０を保持する複数本のファイバガイド溝６Ｂが形成されたファイバ保持部４Ｂが一体成形で構成されたレンズ部材２Ｂを備え、ファイバガイド溝６Ｂのピッチを変化させることで、ファイバガイド溝６Ｂで保持する光ファイバ２０のピッチを広げて、コリメータレンズ５Ｂのレンズ径を大きくできるようにしたものである。

レンズ部材２Ｂは、参考例１の光結合器１Ａのレンズ部材２Ａと同様に、光ファイバ２０のコア２０ａと略同等の屈折率を有する透明な樹脂材料で構成され、レンズ形成部３Ｂの前面に、本例では４個のコリメータレンズ５Ｂがモールド成形等で一体に形成される。また、レンズ形成部３Ｂの後面に、各コリメータレンズ５Ｂに対応して本例では４本のファイバガイド溝６Ｂが形成されたファイバ保持部４Ｂがつながっている。

ファイバガイド溝６Ｂは、ファイバ保持部４Ｂの上面側が開口した断面形状が四角状の溝部で、ファイバガイド溝６Ｂの幅及び底面からの高さが、光ファイバ２０の直径と略同等に構成される。

また、各ファイバガイド溝６Ｂは、コリメータレンズ５Ｂ側のピッチが、ファイバ保持部４Ｂの後端面側のピッチより広がるように、ピッチ変換部９ａを有すると共に、光ファイバ２０を所定の方向でコリメータレンズ５Ｂと結合させる結合部９ｂを備える。

ピッチ変換部９ａは、各ファイバガイド溝６Ｂのピッチが徐々に広がるように、ファイバガイド溝６Ｂを緩やかに曲げて構成される。また、結合部９ｂは、コリメータレンズ５Ｂに対して垂直に、コリメータレンズ５Ｂの光軸方向に沿って直線状に延びて、レンズ形成部３Ｂの後面からピッチ変換部９ａまでをつなぐ。

ファイバガイド溝６Ｂに光ファイバ２０が挿入されると、光ファイバ２０は、ピッチが徐々に広がるファイバガイド溝６Ｂに沿って曲がることで、コリメータレンズ５Ｂ側のピッチが広げられる。

なお、参考例２の光結合器１Ｂでも、ファイバガイド溝６Ｂに光ファイバ２０を挿入すると、コリメータレンズ５Ｂの光軸中心と、光ファイバ２０のコアの光軸中心が一致するように、ファイバガイド溝６Ｂの結合部９ｂの形成位置等が設定され、ファイバガイド溝６Ｂに光ファイバ２０を挿入することによって、光ファイバ２０がコリメータレンズ５Ｂに対して調芯される構成となっている。

また、光ファイバ２０の先端からコリメータレンズ５Ｂまでの距離も、ファイバガイド溝６Ｂの先端に光ファイバ２０の先端面を押し付ければ、最適な位置となるように構成される。

上述した構成のレンズ部材２Ｂに光ファイバ２０を結合する工程について説明すると、レンズ部材２Ｂは、各ファイバガイド溝６Ｂに光ファイバ２０が挿入され、ファイバ保持部４Ｂに押さえ蓋７が載せられる。各光ファイバ２０は、押さえ蓋７で押さえられると共に、各光ファイバ２０の先端面がファイバガイド溝６Ｂの先端に突き当てられ、各光ファイバ２０とレンズ部材２Ｂが接着固定される。

これにより、光結合器１Ｂは、簡易な構成及び簡易な製造組立工程で、光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｂが位置合わせされて結合される。

さて、参考例２の光結合器１Ｂでも、図３で説明した光コネクタ３１Ａのように、光ファイバ２０が結合された一対の光結合器１Ｂを、コリメータレンズ５Ｂを対向させ、かつ、対向したコリメータレンズ５Ｂの光軸を略一致させることで、光結合器１Ｂ同士が結合される構成である。

コリメータレンズを対向させた光学系では、レンズ径を大きくすることで、コリメートビーム径（平行光のビーム径）が大きくなり、レンズ同士の位置ずれに対する許容範囲が大きくなる。

このため、位置ずれに対して許容範囲が広い光コネクタを作製するためには、コリメータレンズ６Ｂの直径を大きくする必要がある。

一方、本例の光結合器１Ｂでは、結合される光ファイバ２０としてファイバリボンケーブルを用いているが、市販されているファイバリボンケーブルのピッチは予め規定されており、例えば、２５０μｍピッチである。

これにより、光ファイバ２０のピッチを広げなければ、コリメータレンズのレンズ径は最大で２５０μｍ程度となる。また、ピッチが２５０μｍより広いファイバリボンケーブルを作製すれば、レンズ径を大きくすることはできるが、汎用のファイバリボンケーブルではないので、コストが高くなる。

これに対して、参考例２の光結合器１Ｂでは、ファイバガイド溝６Ｂに曲線部分を設けてピッチ変換部９ａを形成することで、ファイバガイド溝６Ｂに光ファイバ２０を挿入すれば、光ファイバ２０は、ファイバガイド溝６Ｂに沿って曲がり、コリメータレンズ５Ｂ側のピッチが広がる。

従って、市販されているファイバリボンケーブルを用いても、光ファイバ２０のピッチを、規定されているピッチ以上に簡易に広げることができる。よって、コリメータレンズ５Ｂの径を大きくすることができ、例えば、ピッチが２５０μｍのファイバリボンケーブルを用いた場合でも、コリメータレンズ６Ｂの直径を２５０μｍ以上にすることができる。

そして、コリメータレンズ６Ｂの直径を簡易に大きくできることから、光結合器１Ｂ同士を結合する際に、対向するコリメータレンズ６Ｂの位置ずれに対して許容範囲が広い光コネクタを提供することができる。

＜参考例３＞
図５は参考例３の光結合器の一例を示す構成図で、図５（ａ）は参考例３の光結合器１Ｃを構成するレンズ部材２Ｃの斜視図、図５（ｂ）は光ファイバ２０を結合した光結合器１Ｃの側断面図である。

参考例３の光結合器１Ｃは、コリメータレンズ５Ｃが形成されたレンズ形成部３Ｃと、光ファイバ２０を保持する複数本のファイバガイド溝６Ｃが形成されたファイバ保持部４Ｃが一体成形で構成されたレンズ部材２Ｃを備え、各ファイバガイド溝６Ｃの先端に、接着剤逃げ溝１０を備えたものである。

レンズ部材２Ｃは、参考例１の光結合器１Ａのレンズ部材２Ａと同様に、光ファイバ２０のコア２０ａと略同等の屈折率を有する透明な樹脂材料で構成され、レンズ形成部３Ｃの前面に、本例では４個のコリメータレンズ５Ｃがモールド成形等で一体に形成される。また、レンズ形成部３Ｃの後面に、各コリメータレンズ５Ｃに対応して本例では４本のファイバガイド溝６Ｃが形成されたファイバ保持部４Ｃがつながっている。

ファイバガイド溝６Ｃは、ファイバ保持部４Ｃの上面側が開口した断面形状が四角状の溝部で、コリメータレンズ５Ｃに対して垂直に、コリメータレンズ５Ｃの光軸方向に沿って直線状に延びる。また、ファイバガイド溝６Ｃは、幅及び底面からの高さが、光ファイバ２０の直径と略同等に構成される。

そして、ファイバガイド溝６Ｃに光ファイバ２０を挿入すると、コリメータレンズ５Ｃの光軸中心と、光ファイバ２０のコア２０ａの光軸中心が一致するように、ファイバガイド溝６Ｃの形成位置等が設定され、ファイバガイド溝６Ｃに光ファイバ２０を挿入することによって、光ファイバ２０がコリメータレンズ５Ｃに対して調芯される構成となっている。

また、光ファイバ２０の先端からコリメータレンズ５Ｃまでの距離も、ファイバガイド溝６Ｃの先端に光ファイバ２０の先端面を押し付ければ、最適な位置となるように構成される。

接着剤逃げ溝１０は、ファイバ保持部４Ｃの側端面からファイバガイド溝６Ｃに交差する方向に延び、各ファイバガイド溝６Ｃの先端をつなぐ。また、接着剤逃げ溝１０は、ファイバガイド溝６Ｃより深く構成され、各ファイバガイド溝６Ｃの先端部分は底面に段差が形成されて、隣り合うファイバガイド溝６Ｃ間がつながっている。

上述した構成のレンズ部材２Ｃに光ファイバ２０を結合する工程について説明すると、レンズ部材２Ｃは、各ファイバガイド溝６Ｃに光ファイバ２０が挿入され、ファイバ保持部４Ｃに押さえ蓋７が載せられる。各光ファイバ２０は、押さえ蓋７で押さえられると共に、各光ファイバ２０の先端面がファイバガイド溝６Ｃの先端に突き当てられ、各光ファイバ２０とレンズ部材２Ｃが接着剤８で接着固定される。

これにより、光結合器１Ｃは、簡易な構成及び簡易な製造組立工程で、光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｃが位置合わせされて結合される。

なお、参考例３の光結合器１Ｃでも、図３で説明した光コネクタ３１Ａのように、光ファイバ２０が結合された一対の光結合器１Ｃを、コリメータレンズ５Ｃを対向させ、かつ、対向したコリメータレンズ５Ｃの光軸を略一致させることで、光結合器１Ｃ同士が結合される構成である。

上述した構成を有する参考例３の光結合器１Ｃでは、各ファイバガイド溝６Ｃに光ファイバ２０を挿入し、押さえ蓋７で各光ファイバ２０を押さえて接着剤８を塗布する際に、ファイバガイド溝６Ｃの先端部分では、接着剤逃げ溝１０によって光ファイバ２０の下に空間が形成される。これにより、隣り合うファイバガイド溝６Ｃの間で接着剤逃げ溝１０を通って接着剤８が流れ、各ファイバガイド溝６Ｃに均等に接着剤８を塗布することができる。

また、参考例３の光結合器１Ｃでは、接着剤８を塗布する際に生じた気泡を、接着剤逃げ溝１０へ逃がすことができるので、光ファイバ２０の先端面に気泡が閉じ込められる製造不良を低減することができる。

なお、光結合器１Ｃでは、参考例２の光結合器１Ｂで説明したピッチ変化部９ａを有するファイバガイド溝６Ｂを備えても良い。

＜参考例４＞
図６は参考例４の光結合器の一例を示す構成図で、図６（ａ）は参考例４の光結合器１Ｄを構成するレンズ部材２Ｄの斜視図、図６（ｂ）は光ファイバ２０を結合した光結合器１Ｄの側断面図である。

参考例４の光結合器１Ｄは、コリメータレンズ５Ｄが形成されたレンズ形成部３Ｄと、光ファイバ２０を保持する複数本のファイバガイド溝６Ｄが形成されたファイバ保持部４Ｄが一体成形で構成されたレンズ部材２Ｄを備え、光ファイバ２０を押さえる押さえ蓋７が載る載置面１１を、ファイバガイド溝６Ｄの先端に備えたものである。

レンズ部材２Ｄは、参考例１の光結合器１Ａのレンズ部材２Ａと同様に、光ファイバ２０のコア２０ａと略同等の屈折率を有する透明な樹脂材料で構成され、レンズ形成部３Ｄの前面に、本例では４個のコリメータレンズ５Ｄがモールド成形等で一体に形成される。また、レンズ形成部３Ｄの後面に、各コリメータレンズ５Ｄに対応して本例では４本のファ

ファイバガイド溝６Ｄは、ファイバ保持部４Ｄの上面側が開口した断面形状が四角状の溝部で、コリメータレンズ５Ｄに対して垂直に、コリメータレンズ５Ｄの光軸方向に沿って直線状に延びる。また、ファイバガイド溝６Ｄは、幅及び底面からの高さが、光ファイバ２０の直径と略同等に構成される。

そして、ファイバガイド溝６Ｄに光ファイバ２０を挿入すると、コリメータレンズ５Ｄの光軸中心と、光ファイバ２０のコア２０ａの光軸中心が一致するように、ファイバガイド溝６Ｄの形成位置等が設定され、ファイバガイド溝６Ｄに光ファイバ２０を挿入することによって、光ファイバ２０がコリメータレンズ５Ｄに対して調芯される構成となっている。

また、光ファイバ２０の先端からコリメータレンズ５Ｄまでの距離も、ファイバガイド溝６Ｄの先端に光ファイバ２０の先端面を押し付ければ、最適な位置となるように構成される。

載置面１１は、各ファイバガイド溝６Ｄの先端と、レンズ形成部３Ｄの後面との間に形成された平坦な面で、ファイバ保持部４Ｄの上面と同一の高さに構成される。

レンズ部材２Ｄは、各ファイバガイド溝６Ｄの先端をつなぐ接着剤逃げ溝１２を備える。接着剤逃げ溝１２は、ファイバガイド溝６Ｄに交差する方向に延び、各ファイバガイド溝６Ｃの先端をつなぐ。また、接着剤逃げ溝１２は、ファイバガイド溝６Ｄと同じ深さに構成される。

上述した構成のレンズ部材２Ｄに光ファイバ２０を結合する工程について説明すると、レンズ部材２Ｄは、各ファイバガイド溝６Ｄに光ファイバ２０が挿入され、ファイバ保持部４Ｄ及び載置面１１に押さえ蓋７が載せられる。各光ファイバ２０は、押さえ蓋７で押さえられると共に、各光ファイバ２０の先端面がファイバガイド溝６Ｄの先端に突き当てられ、各光ファイバ２０とレンズ部材２Ｄが接着剤８で接着固定される。

これにより、光結合器１Ｄは、簡易な構成及び簡易な製造組立工程で、光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｄが位置合わせされて結合される。

なお、参考例４の光結合器１Ｄでも、図３で説明した光コネクタ３１Ａのように、光ファイバ２０が結合された一対の光結合器１Ｄを、コリメータレンズ５Ｄを対向させ、かつ、対向したコリメータレンズ５Ｄの光軸を略一致させることで、光結合器１Ｄ同士が結合される構成である。

上述した構成を有する参考例４の光結合器１Ｄでは、押さえ蓋７は、先端側が載置面１１に載せられる。これにより、光ファイバ２０の先端及びファイバガイド溝６Ｄの先端部分の上面は、押さえ蓋７で覆われる。

図７は比較例としての光結合器の一例を示す構成図である。比較例の光結合器１Ｄ′は、押さえ蓋７が載る載置面を形成していない例である。載置面を形成していない構成では、ファイバガイド溝６Ｄ′の先端と、レンズ形成部３Ｄの後面が同一面となるので、光ファイバ２０をファイバガイド溝６Ｄ′に挿入し、押さえ蓋７で光ファイバ２０を押さえる際に、光ファイバ２０の先端及びファイバガイド溝６Ｄの先端部分の上面は、隙間が開いた様態となる。

さて、光ファイバ２０の固定に用いられる接着剤８は、紫外線を照射すると硬化するような光硬化型の接着剤が用いられる。光硬化型の接着剤を用いることで、光ファイバ２０の結合時に、光結合器１Ｄや光ファイバ２０を加熱する必要がないという効果がある。但し、光硬化型の接着剤には、酸素に触れている部分は硬化しないという酸素阻害性を持つものが多い。

このため、図７に示すように、光ファイバ２０の先端及びファイバガイド溝６Ｄの先端部分の上面に隙間が開いていると、光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｄとの接続部が空気に晒されることになり、接着剤８が硬化せずに、光ファイバ２０の出射部となるコア２０ａの付近まで接着剤８が硬化せずに、窪みになってしまうことがある。

光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｄの接続部を、コア２０ａの屈折率と略同等の屈折率を有する接着剤８で埋めることで、界面での光の反射や屈折を抑えて良好な結合を得ることができるが、酸素阻害性により接着剤８が硬化せず、接着剤８が光ファイバ２０のコア２０ａの付近まで窪んだような形状となってしまうと、界面での光の反射や屈折が発生し、良好な結合が得られない。

接着工程を窒素雰囲気中や真空中等酸素のない環境下で行えば、酸素阻害性は除去できるが、大掛かりな設備が必要でコストが掛かる。

これに対して、参考例４の光結合器１Ｄでは、ファイバガイド溝６Ｄの先端に載置面１１を形成して、押さえ蓋７の先端側を載置面１１に載せることで光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｄとの接続部は空気に晒されない。

これにより、参考例４の光結合器１Ｄでは、光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｄとの接続部における接着剤８の硬化に対する酸素阻害性が除去され、接着剤８の硬化不良が発生しない。これにより、光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｄとの接続部を接着剤８で埋めることができ、界面での光の反射や屈折を抑えて良好な結合を得ることができる。

なお、参考例４の光結合器１Ｄでは、各ファイバガイド溝６Ｄに光ファイバ２０を挿入し、押さえ蓋７で各光ファイバ２０を押さえて接着剤８を塗布する際に、ファイバガイド溝６Ｄの先端部分では、接着剤逃げ溝１２を通って接着剤８が流れ、各ファイバガイド溝６Ｄに均等に接着剤８を塗布することができる。

なお、光結合器１Ｄでは、参考例２の光結合器１Ｂで説明したピッチ変化部９ａを有するファイバガイド溝６Ｂを備えても良い。

＜参考例５＞
図８は参考例５の光結合器の一例を示す構成図で、図８（ａ）は参考例５の光結合器１Ｅを構成するレンズ部材２Ｅの斜視図、図８（ｂ）は光ファイバ２０を結合した光結合器１Ｅの側断面図である。

参考例５の光結合器１Ｅは、コリメータレンズ５Ｅが形成されたレンズ形成部３Ｅと、光ファイバ２０を保持する複数本のファイバガイド溝６Ｅが形成されたファイバ保持部４Ｅが一体成形で構成されたレンズ部材２Ｅを備え、各ファイバガイド溝６Ｅの先端に、光ファイバ２０の先端が挿入されるファイバ挿入穴１３を備えたものである。

レンズ部材２Ｅは、参考例１の光結合器１Ａのレンズ部材２Ａと同様に、光ファイバ２０のコア２０ａと略同等の屈折率を有する透明な樹脂材料で構成され、レンズ形成部３Ｅの前面に、本例では４個のコリメータレンズ５Ｅがモールド成形等で一体に形成される。また、レンズ形成部３Ｅの後面に、各コリメータレンズ５Ｅに対応して本例では４本のファイバガイド溝６Ｅが形成されたファイバ保持部４Ｆがつながっている。

ファイバガイド溝６Ｅは、ファイバ保持部４Ｅの上面側が開口した断面形状が四角状の溝部で、コリメータレンズ５Ｅに対して垂直に、コリメータレンズ５Ｅの光軸方向に沿って直線状に延びる。また、ファイバガイド溝６Ｅは、幅及び底面からの高さが、光ファイバ２０の直径と略同等に構成される。

そして、ファイバガイド溝６Ｅに光ファイバ２０を挿入すると、コリメータレンズ５Ｅの光軸中心と、光ファイバ２０のコア２０ａの光軸中心が一致するように、ファイバガイド溝６Ｅの形成位置等が設定され、ファイバガイド溝６Ｅに光ファイバ２０を挿入することによって、光ファイバ２０がコリメータレンズ５Ｅに対して調芯される構成となっている。

また、光ファイバ２０の先端からコリメータレンズ５Ｅまでの距離も、ファイバガイド溝６Ｅの先端に光ファイバ２０の先端面を押し付ければ、最適な位置となるように構成される。

ファイバ挿入穴１３は、各コリメータレンズ５Ｅの後方のレンズ形成部３Ｅの後面に形成された開口部の形状が四角形の穴部で、ファイバ挿入穴１３の縦及び横方向のサイズは、光ファイバ２０の直径と略同等であり、ファイバガイド溝６Ｃとつながっている。

上述した構成のレンズ部材２Ｅに光ファイバ２０を結合する工程について説明すると、レンズ部材２Ｅは、各ファイバガイド溝６Ｅに光ファイバ２０が挿入され、ファイバ保持部４Ｅに押さえ蓋７が載せられる。各光ファイバ２０は、押さえ蓋７で押さえられると共に、各光ファイバ２０の先端がファイバ挿入穴１３に挿入されてファイバ挿入穴１３の先端に突き当てられて、各光ファイバ２０とレンズ部材２Ｅが接着剤８で接着固定される。

これにより、光結合器１Ｅは、簡易な構成及び簡易な製造組立工程で、光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｅが位置合わせされて結合される。

なお、参考例５の光結合器１Ｅでも、図３で説明した光コネクタ３１Ａのように、光ファイバ２０が結合された一対の光結合器１Ｅを、コリメータレンズ５Ｅを対向させ、かつ、対向したコリメータレンズ５Ｅの光軸を略一致させることで、光結合器１Ｅ同士が結合される構成である。

上述した構成を有する参考例５の光結合器１Ｅでは、光ファイバ２０は、先端がファイバ挿入穴１３に挿入されることで、光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｅの接続部は空気に晒されない。

これにより、参考例４の光結合器１Ｄと同様に、光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｅとの接続部における接着剤８の硬化に対する酸素阻害性が除去され、接着剤８の硬化不良が発生しない。これにより、光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｅとの接続部を接着剤８で埋めることができ、界面での光の反射や屈折を抑えて良好な結合を得ることができる。

なお、光結合器１Ｅでは、参考例２の光結合器１Ｂで説明したピッチ変化部９ａを有するファイバガイド溝６Ｂと、参考例３の光結合器１Ｃで説明した接着剤逃げ溝１０の何れか、または、双方を組み合わせて備えても良い。

＜参考例６＞
図９は参考例６の光結合器の一例を示す構成図で、図９（ａ）は参考例６の光結合器１Ｆを構成するレンズ部材２Ｆの斜視図、図９（ｂ）は光ファイバ２０を結合した光結合器１Ｆの側断面図である。

参考例６の光結合器１Ｆは、コリメータレンズ５Ｆが形成されたレンズ形成部３Ｆと、光ファイバ２０を保持する複数本のファイバガイド溝６Ｆが形成されたファイバ保持部４Ｆが一体成形で構成されたレンズ部材２Ｆを備え、レンズ形成部３Ｆの後面に、接着剤導入溝１４を備えたものである。

レンズ部材２Ｆは、参考例１の光結合器１Ａのレンズ部材２Ａと同様に、光ファイバ２０のコア２０ａと略同等の屈折率を有する透明な樹脂材料で構成され、レンズ形成部３Ｆの前面に、本例では４個のコリメータレンズ５Ｆがモールド成形等で一体に形成される。また、レンズ形成部３Ｆの後面に、各コリメータレンズ５Ｆに対応して本例では４本のファイバガイド溝６Ｆが形成されたファイバ保持部４Ｆがつながっている。

ファイバガイド溝６Ｆは、ファイバ保持部４Ｆの上面側が開口した断面形状が四角状の溝部で、コリメータレンズ５Ｆに対して垂直に、コリメータレンズ５Ｆの光軸方向に沿って直線状に延びる。また、ファイバガイド溝６Ｆは、幅及び底面からの高さが、光ファイバ２０の直径と略同等に構成される。

そして、ファイバガイド溝６Ｆに光ファイバ２０を挿入すると、コリメータレンズ５Ｆの光軸中心と、光ファイバ２０のコア２０ａの光軸中心が一致するように、ファイバガイド溝６Ｆの形成位置等が設定され、ファイバガイド溝６Ｆに光ファイバ２０を挿入することによって、光ファイバ２０がコリメータレンズ５Ｆに対して調芯される構成となっている。

また、光ファイバ２０の先端からコリメータレンズ５Ｆまでの距離も、ファイバガイド溝６Ｆの先端に光ファイバ２０の先端面を押し付ければ、最適な位置となるように構成される。

レンズ部材２Ｆは、光ファイバ２０を押さえる押さえ蓋７が載る載置面１１を、ファイバガイド溝６Ｆの先端に備える。載置面１１は、各ファイバガイド溝６Ｆの先端と、レンズ形成部３Ｆの後面との間に形成された平坦な面で、ファイバ保持部４Ｆの上面と同一の高さに構成される。

また、レンズ部材２Ｆは、ファイバガイド溝６Ｆの先端に、接着剤逃げ溝１０を備える。接着剤逃げ溝１０は、ファイバ保持部４Ｆの側端面からファイバガイド溝６Ｆに交差する方向に延び、各ファイバガイド溝６Ｆの先端をつなぐ。接着剤逃げ溝１０は、ファイバガイド溝６Ｆより深く構成され、各ファイバガイド溝６Ｆの先端部分は底面に段差が形成されて、隣り合うファイバガイド溝６Ｆ間がつながっている。

接着剤導入溝１４は、レンズ形成部３Ｆの後面が開口し、レンズ形成部３Ｆの上面から載置面１１までつながっている。

上述した構成のレンズ部材２Ｆに光ファイバ２０を結合する工程について説明すると、レンズ部材２Ｆは、各ファイバガイド溝６Ｆに光ファイバ２０が挿入され、ファイバ保持部４Ｆ及び載置面１１に押さえ蓋７が載せられる。各光ファイバ２０は、押さえ蓋７で押さえられると共に、各光ファイバ２０の先端面がファイバガイド溝６Ｆの先端に突き当てられ、各光ファイバ２０とレンズ部材２Ｆが接着剤８で接着固定される。

これにより、光結合器１Ｆは、簡易な構成及び簡易な製造組立工程で、光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｆが位置合わせされて結合される。

なお、参考例６の光結合器１Ｆでも、図３で説明した光コネクタ３１Ａのように、光ファイバ２０が結合された一対の光結合器１Ｆを、コリメータレンズ５Ｆを対向させ、かつ、対向したコリメータレンズ５Ｆの光軸を略一致させることで、光結合器１Ｆ同士が結合される構成である。

上述した構成を有する参考例６の光結合器１Ｆでは、ファイバガイド溝６Ｆに挿入された光ファイバ２０を押さえる押さえ蓋７は、先端側が載置面１１に載せられる。押さえ蓋７の先端側を載置面１１に載せると、光ファイバ２０の先端及びファイバガイド溝６Ｆの先端部分の上面は、押さえ蓋７で覆われると共に、押さえ蓋７とレンズ形成部３Ｆの後面との間には、接着剤導入溝１４によって載置面１１まで到達した空間が形成される。

これにより、接着剤導入溝１４から接着剤８を塗布すれば、各ファイバガイド溝６Ｆに接着剤８を再現性良く塗布することができる。また、接着剤導入溝１４から塗布された接着剤８は、ファイバガイド溝６Ｆの先端側から塗布されることになるので、ファイバガイド溝６Ｆに挿入された光ファイバ２０の先端と、コリメータレンズ５Ｆの接続部に塗布される接着剤８に、気泡が入ることを防ぐことができる。

なお、参考例６の光結合器１Ｆでは、参考例４の光結合器１Ｄと同様に、ファイバガイド溝６Ｆの先端に載置面１１を形成して、押さえ蓋７の先端側を載置面１１に載せることで、光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｆとの接続部は空気に晒されない。

これにより、光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｆとの接続部における接着剤８の硬化に対する酸素阻害性が除去され、接着剤８の硬化不良が発生しない。

また、参考例６の光結合器１Ｆでは、参考例３の光結合器１Ｃと同様に、押さえ蓋７で光ファイバ２０を押さえて接着剤８を塗布する際に、ファイバガイド溝６Ｆの先端部分では、接着剤逃げ溝１０を通って接着剤８が流れ、各ファイバガイド溝６Ｆに均等に接着剤８を塗布することができると共に、接着剤８を塗布する際に生じた気泡を、接着剤逃げ溝１０へ逃がすことができる。

これにより、光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｆとの接続部を確実に接着剤８で埋めることができ、界面での光の反射や屈折を抑えて良好な結合を得ることができる。

なお、光結合器１Ｆでは、参考例２の光結合器１Ｂで説明したピッチ変化部９ａを有するファイバガイド溝６Ｂを備えても良い。

＜参考例７＞
図１０は参考例７の光結合器の一例を示す構成図で、図１０（ａ）は参考例７の光結合器１Ｇを構成するレンズ部材２Ｇの斜視図、図１０（ｂ）は光ファイバ２０を結合した光結合器１Ｇの側断面図である。

参考例７の光結合器１Ｇは、コリメータレンズ５Ｇが形成されたレンズ形成部３Ｇと、光ファイバ２０を保持する複数本のファイバガイド溝６Ｇが形成されたファイバ保持部４Ｇが一体成形で構成されたレンズ部材２Ｇを備え、レンズ部材２Ｇに、レンズ形成部３Ｇとファイバ保持部４Ｇを連結する連結壁部１５を一体に備えたものである。

レンズ部材２Ｇは、参考例１の光結合器１Ａのレンズ部材２Ａと同様に、光ファイバ２０のコア２０ａと略同等の屈折率を有する透明な樹脂材料で構成され、レンズ形成部３Ｇの前面に、本例では４個のコリメータレンズ５Ｇがモールド成形等で一体に形成される。また、レンズ形成部３Ｇの後面に、各コリメータレンズ５Ｇに対応して本例では４本のファイバガイド溝６Ｇが形成されたファイバ保持部４Ｇがつながっている。

連結壁部１５は、ファイバ保持部４Ｇの両側部を凸状として、ファイバ保持部４Ｇの両側部の高さを、レンズ形成部３Ｇの上面と同じ高さとして構成され、連結壁部１５は、レンズ部材２Ｇの成形時に、レンズ形成部３Ｇ及びファイバ保持部４Ｇと一体に形成される。

ファイバガイド溝６Ｇは、ファイバ保持部４Ｇの上面側が開口した断面形状が四角状の溝部で、コリメータレンズ５Ｇに対して垂直に、コリメータレンズ５Ｇの光軸方向に沿って直線状に延びる。また、ファイバガイド溝６Ｇは、幅及び底面からの高さが、光ファイバ２０の直径と略同等に構成される。

そして、ファイバガイド溝６Ｇに光ファイバ２０を挿入すると、コリメータレンズ５Ｇの光軸中心と、光ファイバ２０のコア２０ａの光軸中心が一致するように、ファイバガイド溝６Ｇの形成位置等が設定され、ファイバガイド溝６Ｇに光ファイバ２０を挿入することによって、光ファイバ２０がコリメータレンズ５Ｇに対して調芯される構成となっている。

また、光ファイバ２０の先端からコリメータレンズ５Ｇまでの距離も、ファイバガイド溝６Ｇの先端に光ファイバ２０の先端面を押し付ければ、最適な位置となるように構成される。

上述した構成のレンズ部材２Ｇに光ファイバ２０を結合する工程について説明すると、レンズ部材２Ｇは、各ファイバガイド溝６Ｇに光ファイバ２０が挿入され、ファイバ保持部４Ｇに押さえ蓋７が載せられる。各光ファイバ２０は、押さえ蓋７で押さえられると共に、各光ファイバ２０の先端面がファイバガイド溝６Ｇの先端に突き当てられ、各光ファイバ２０とレンズ部材２Ｇが接着剤８で接着固定される。

これにより、光結合器１Ｇは、簡易な構成及び簡易な製造組立工程で、光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｇが位置合わせされて結合される。

なお、参考例７の光結合器１Ｇでも、図３で説明した光コネクタ３１Ａのように、光ファイバ２０が結合された一対の光結合器１Ｇを、コリメータレンズ５Ｇを対向させ、かつ、対向したコリメータレンズ５Ｇの光軸を略一致させることで、光結合器１Ｇ同士が結合される構成である。

上述した構成を有する参考例７の光結合器１Ｇは、樹脂材料をモールド成形することで、コリメータレンズ５Ｇが形成されたレンズ形成部３Ｇと、ファイバガイド溝６Ｇが形成されたファイバ保持部４Ｇが一体に成形される。

レンズ部材２Ｇは、ファイバガイド溝６Ｇが形成されている部位では、レンズ形成部３Ｇとファイバ保持部４ＧがＬ字状となって一体につながっている。これに対して、ファイバ保持部４Ｇの両側部は、連結壁部１５が形成されることで、レンズ形成部３Ｇとファイバ保持部４Ｇは同じ高さで一体につながっている。

これにより、モールド成形時の熱収縮でファイバ保持部４Ｇに対してレンズ形成部３Ｇが倒れる方向に変形することを抑えることができ、レンズ形成部３Ｇのコリメータレンズ５Ｇと、ファイバ保持部４Ｇのファイバガイド溝６Ｇの角度ずれを防止して、垂直性を確保することができる。従って、ファイバガイド溝６Ｇに光ファイバ２０を挿入すれば、コリメータレンズ５Ｇの光軸中心と、光ファイバ２０のコア２０ａの光軸中心を一致させることができる。

なお、光結合器１Ｇでは、参考例２の光結合器１Ｂで説明したピッチ変化部９ａを有するファイバガイド溝６Ｂと、参考例３の光結合器１Ｃで説明した接着剤逃げ溝１０と、参考例４の光結合器１Ｄで説明した載置面１１と、参考例５の光結合器１Ｅで説明したファイバ挿入穴１３と、参考例６の光結合器１Ｆで説明した接着剤導入溝１４の何れか、または、これらのいくつかを組み合わせて備えても良い。

＜参考例８の光結合器の構成例＞
図１１は参考例８の光結合器の一例を示す構成図で、図１１（ａ）は参考例８の光結合器１Ｈの分解斜視図、図１１（ｂ）は光ファイバ２０を結合した光結合器１Ｈの光ファイバ２０側から見た断面図である。

参考例８の光結合器１Ｈは、コリメータレンズ５Ｈが形成されたレンズ形成部３Ｈ、及び光ファイバ２０を押さえるファイバ保持部４Ｈが一体成形で構成されたレンズ部材２Ｈと、光ファイバ２０を保持する複数本のファイバガイド溝６Ｈが形成されたファイバ押さえ部１６を備える。

レンズ部材２Ｈは、参考例１の光結合器１Ａのレンズ部材２Ａと同様に、光ファイバ２０のコア２０ａと略同等の屈折率を有する透明な樹脂材料で構成され、レンズ形成部３Ｈの前面に、本例では４個のコリメータレンズ５Ｈがモールド成形等で一体に形成される。また、レンズ形成部３Ｈの後面に、ファイバ保持部４Ｈがつながっている。

ファイバ押さえ部１６は、レンズ部材２Ｈとは独立した部品で構成され、下面にファイバガイド溝６Ｈを備える。ファイバガイド溝６Ｈは、ファイバ押さえ部１６の下面側が開口した断面形状が四角状の溝部で、ファイバ押さえ部１６の先端から後端まで直線状につながり、幅及び高さが、光ファイバ２０の直径と略同等に構成される。

ファイバ押さえ部１６は、位置合わせ凸部１７ａを下面に備える。また、レンズ部材２ｈは、ファイバ保持部４Ｈの上面に位置合わせ凹部１７ｂを備える。位置合わせ凸部１７ａと位置合わせ凹部１７ｂは位置決め部の一例で、互いが合致する形状を有し、ファイバ押さえ部１６は、位置合わせ凸部１７ａを位置合わせ凹部１７ｂに嵌めることで、ファイバ保持部４Ｈに対して位置合わせされて取り付けられる。なお、ファイバ押さえ部１６に位置合わせ凹部１７ｂを備え、ファイバ保持部４Ｈに位置合わせ凸部１７ａを備えても良い。また、ファイバ保持部４Ｈとファイバ押さえ部１６を位置合わせする構成は、位置合わせ凸部１７ａと位置合わせ凹部１７ｂに組み合わせに限るものではない。

そして、位置合わせ凸部１７ａを位置合わせ凹部１７ｂに嵌めて、ファイバ押さえ部１６をファイバ保持部４Ｈに取り付けると、ファイバガイド溝６Ｈは、コリメータレンズ５Ｈに対して垂直に、コリメータレンズ５Ｈの光軸方向に沿って直線状に延びる。

更に、ファイバガイド溝６Ｈに光ファイバ２０を挿入して、ファイバ押さえ部１６をファイバ保持部４Ｈに取り付けると、コリメータレンズ５Ｈの光軸中心と、光ファイバ２０のコア２０ａの光軸中心が一致するように、ファイバガイド溝６Ｈの形成位置等が設定され、ファイバガイド溝６Ｈに光ファイバ２０を挿入して、ファイバ押さえ部１６をファイバ保持部４Ｈに取り付けることによって、光ファイバ２０がコリメータレンズ５Ｈに対して調芯される構成となっている。

また、光ファイバ２０の先端からコリメータレンズ５Ｈまでの距離も、レンズ形成部３Ｈに光ファイバ２０の先端面を押し付ければ、最適な位置となるように構成される。

次に、レンズ部材２Ｈに光ファイバ２０を結合する工程について説明する。まず、ファイバ押さえ部１６の各ファイバガイド溝６Ｈに光ファイバ２０を挿入する。次に、ファイバ押さえ１６の位置合わせ凸部１７ａをファイバ保持部４Ｈの位置合わせ凹部１７ｂに嵌めて、ファイバ押さえ部１６をファイバ保持部４Ｈに取り付け、ファイバ押さえ部１６で各光ファイバ２０を上から押さえると共に、各光ファイバ２０の先端面をレンズ形成部３Ｈに突き当てる。

上述したように、ファイバガイド溝６Ｈは、幅及び高さが光ファイバ２０の直径と略同等に構成されるので、ファイバガイド溝６Ｈに光ファイバ２０を挿入して、ファイバ押さえ部１６をファイバ保持部４Ｈに取り付けると、各光ファイバ２０は、ファイバ保持部４Ｈに押し付けられる。また、ファイバガイド溝６Ｈの側壁面と光ファイバ２０との間には殆ど隙間は形成されないので、光ファイバ２０の径方向の移動が規制される。

次に、光ファイバ２０とファイバ挿入溝６Ｈの間、及び光ファイバ２０とレンズ部材２Ｈの間に、光ファイバ２０等と略屈折率が等しい透明な紫外線硬化型の接着剤８を塗布した後、ＵＶ照射を行って接着剤８を硬化させ、光ファイバ２０を、ファイバ押さえ部１６を介してレンズ部材２Ｈに接着固定する。

これにより、光ファイバ２０は、コア２０ａの光軸中心がコリメータレンズ５Ｈの光軸中心と一致する位置で固定されることになり、簡易な工程で、コリメータレンズ５Ｈに対して最適な位置に光ファイバ２０を固定することができる。

なお、参考例８の光結合器１Ｈでも、図３で説明した光コネクタ３１Ａのように、光ファイバ２０が結合された一対の光結合器１Ｈを、コリメータレンズ５Ｈを対向させ、かつ、対向したコリメータレンズ５Ｈの光軸を略一致させることで、光結合器１Ｈ同士が結合される構成である。

上述した構成を有する参考例８の光結合器１Ｈは、レンズ形成部３Ｈとファイバ保持部４Ｈが一体に形成されたレンズ部材２Ｈはコリメータレンズ５Ｈが形成され、ファイバ押さえ部１６はファイバガイド溝６Ｈが形成される構成で、それぞれの部品の形状は単純なものとすることができる。

これにより、高度な成形技術を要求することなく、光結合器の作製が可能となる。

＜本実施の形態の光結合器の構成例＞
図１２は本実施の形態の光結合器の一例を示す構成図で、図１２（ａ）は光結合器１Ｇを構成するレンズ部材２Ｇの斜視図、図１２（ｂ）は光ファイバ２０を結合した光結合器１Ｇの平面図である。

本実施の形態の光結合器１Ｉは、コリメータレンズ５Ｉが形成されたレンズ形成部３Ｉと、光ファイバ２０を保持する複数本のファイバガイド溝６Ｉが形成されたファイバ保持部４Ｉが一体成形で構成されたレンズ部材２Ｉを備え、レンズ部材２Ｉの側面にテーパ部１８を形成したものである。

レンズ部材２Ｉは、参考例１の光結合器１Ａのレンズ部材２Ａと同様に、光ファイバ２０のコアと略同等の屈折率を有する透明な樹脂材料で構成され、レンズ形成部３Ｉの前面に、本例では４個のコリメータレンズ５Ｉがモールド成形等で一体に形成される。また、レンズ形成部３Ｉの後面に、各コリメータレンズ５Ｉに対応して本例では４本のファイバガイド溝６Ｉが形成されたファイバ保持部４Ｉがつながっている。

ファイバガイド溝６Ｉは、ファイバ保持部４Ｉの上面側が開口した断面形状が四角状の溝部で、コリメータレンズ５Ｉに対して垂直に、コリメータレンズ５Ｇの光軸方向に沿って直線状に延びる。また、ファイバガイド溝６Ｉは、幅及び底面からの高さが、光ファイバ２０の直径と略同等に構成される。

そして、ファイバガイド溝６Ｉに光ファイバ２０を挿入すると、コリメータレンズ５Ｉの光軸中心と、光ファイバ２０のコアの光軸中心が一致するように、ファイバガイド溝６Ｉの形成位置等が設定され、ファイバガイド溝６Ｉに光ファイバ２０を挿入することによって、光ファイバ２０がコリメータレンズ５Ｉに対して調芯される構成となっている。

また、光ファイバ２０の先端からコリメータレンズ５Ｉまでの距離も、ファイバガイド溝６Ｉの先端に光ファイバ２０の先端面を押し付ければ、最適な位置となるように構成される。

レンズ部材２Ｉは、レンズ形成部３Ｉとファイバ保持部４Ｉを連結する連結壁部１９を一体に備える。連結壁部１９は、ファイバ保持部４Ｉの両側部を凸状として、ファイバ保持部４Ｉの両側部の高さを、レンズ形成部３Ｉの上面と同じ高さとして構成され、連結壁部１９は、レンズ部材２Ｉの成形時に、レンズ形成部３Ｉ及びファイバ保持部４Ｉと一体に成形される。

テーパ部１８は、連結壁部１９が形成されたレンズ部材２Ｉの対向する２側面に、コリメータレンズ５Ｉ側に向けて徐々に幅が狭くなる斜面を形成して構成される。

上述した構成のレンズ部材２Ｉに光ファイバ２０を結合する工程について説明すると、レンズ部材２Ｉは、各ファイバガイド溝６Ｉに光ファイバ２０が挿入され、ファイバ保持部４Ｉに押さえ蓋７が載せられる。各光ファイバ２０は、押さえ蓋７で押さえられると共に、各光ファイバ２０の先端面がファイバガイド溝６Ｉの先端に突き当てられ、各光ファイバ２０とレンズ部材２Ｉが接着固定される。

これにより、光結合器１Ｉは、簡易な構成及び簡易な製造組立工程で、光ファイバ２０とコリメータレンズ５Ｉが位置合わせされて結合される。

なお、光結合器１Ｉでは、参考例２の光結合器１Ｂで説明したピッチ変化部９ａを有するファイバガイド溝６Ｂと、参考例３の光結合器１Ｃで説明した接着剤逃げ溝１０と、参考例４の光結合器１Ｄで説明した載置面１１と、参考例５の光結合器１Ｅで説明したファイバ挿入穴１３と、参考例６の光結合器１Ｆで説明した接着剤導入溝１４の何れか、または、これらのいくつかを組み合わせて備えても良い。

＜光コネクタの構成例＞
図１３は本実施の形態の光結合器１Ｉを備えた光コネクタの一例を示す構成図で、図１３（ａ）は分解した状態の平面図、図１３（ｂ）は組み立てた状態の平面図である。

光コネクタ３１Ｂは、それぞれ光ファイバ２０が結合された一対の光結合器１Ｉと、光結合器１Ｉが取り付けられるフェルール部材３２Ｂと、フェルール部材３２Ｂに取り付けられた光結合器１Ｉを位置合わせして結合するスリーブ３３Ｂとを備える。

フェルール部材３２Ｂとスリーブ３３Ｂは位置合わせ部材の一例で、フェルール部材３２Ｂは、光結合器１Ｉのコリメータレンズ５Ｉを露出させる光路形成開口部３４ａと、光結合器１Ｉに結合された光ファイバ２０が通るファイバ導入開口部３４ｂを備える。

また、フェルール部材３２Ｂは、光結合器１Ｉが嵌る位置合わせテーパ部３５を備える。位置合わせテーパ部３５は、光路形成開口部３４ａとファイバ導入開口部３４ｂの間に形成される空間の対向する２内側面に、光路形成開口部３４ａ側に向けて徐々に間隔が狭くなる斜面を形成して構成され、光結合器１Ｉを構成するレンズ部材２Ｉのテーパ部１８と合致する形状を有する。

スリーブ３３Ｂは、フェルール部材３２Ｂの外形と合致する形状のガイド部３６を内部に備え、スリーブ３３Ｂにフェルール部材３２Ｂが挿入されると、フェルール部材３２Ｂが所定の位置に位置合わせされるように構成される。

光コネクタ３１Ｂは、フェルール部材３２Ｂに光結合器１Ｉが挿入され、接着等によって固定される。フェルール部材３２Ｂに光結合器１Ｉを挿入すると、フェルール部材３２Ｂの位置合わせテーパ部３５に光結合器１Ｉのテーパ部１８がガイドされることで、光結合器１Ｉは、フェルール部材３２Ｂに位置合わせされて固定される。

また、フェルール部材３２Ｂに光結合器１Ｉを取り付けると、フェルール部材３２Ｂの光路形成開口部３４ａに光結合器１Ｉの各コリメータレンズ５Ｉが露出すると共に、光結合器１Ｉに結合された各光ファイバ２がファイバ導入開口部３４ｂを通り、フェルール部材３２Ｂの外側へとつながる。

フェルール部材３２Ｂに取り付けられた光結合器１Ｉは、スリーブ３３Ｂに挿入される。スリーブ３３Ｂにフェルール部材３２Ｂが挿入されると、フェルール部材３２Ｂは所定の位置に位置合わせされる。

そして、フェルール部材３２Ｂに取り付けられた一対の光結合器１Ｉが、コリメータレンズ５Ｉを対向する向きとしてスリーブ３３Ｂに挿入されることで、対向するコリメータレンズ５Ｉの光軸が略一致して、光結合器１Ｉ同士が結合される。

なお、光コネクタ３１Ｂは、例えば、光結合器１Ｉが取り付けられたフェルール部材３２Ｂと、光ファイバ２０を構成するファイバリボンケーブルが図示しないプラグで一体に構成され、プラグ同士が、スリーブ３３Ｂを備えたアダプタを介して着脱自在に接続される構成である。

上述した構成の光コネクタ３１Ｂでは、図示しない送信装置から出力され、光ファイバ２０のコアを伝搬される光信号Ｓは、光ファイバ２０の端面から出射して、光結合器１Ｉのレンズ形成部３Ｉの後面からコリメータレンズ５Ｉに入射する。所定の放射角で光ファイバ２０から出射した光信号Ｓは、コリメータレンズ５Ｉを通ることで平行光となって、コリメータレンズ５Ｉから出射する。

一方の光結合器１Ｉのコリメータレンズ５Ｉから出射した光信号Ｓは、スリーブ３２Ｂの光路形成開口部３４ａを通り、他方の光結合器１Ｉのコリメータレンズ５Ｉに入射する。コリメータレンズ５Ｉに入射した光信号Ｓは、光ファイバ２０の端面に集光し、コアに入射する。そして、光ファイバ２０のコアに入射した光信号Ｓは、コアを伝搬されて、図示しない受信装置に入力される。

以上説明した光コネクタ３１Ｂは、光結合器１Ｉにテーパ部１８を形成すると共に、フェルール部材３２Ｂに位置合わせテーパ部３５を形成することで、フェルール部材３２Ｂの位置合わせテーパ部３５に光結合器１Ｉのテーパ部１８がガイドされて、光結合器１Ｉの位置合わせが行われる。

これにより、光結合器１Ｉとフェルール部材３２Ｂの嵌め合いの精度によらず、高精度な位置合わせが可能となる。なお、本例の光コネクタ３１Ｂでは、光ファイバ２０から出射される光信号をコリメータレンズ５Ｉで平行光として、対向するコリメータレンズ５Ｉに結合させるため、光軸方向の位置ずれに対しては非常に鈍感であり、光軸方向の位置精度が低下しても、結合効率に影響を及ぼすことは殆ど無い。

なお、光コネクタ３１Ｂでは、光結合器１Ｉの幅方向のみにテーパ部１８を形成しているが、縦方向にもテーパ部１８を形成しても良い。また、レンズ部材２Ｉの外形全体ではなく、光結合器１Ｉとフェルール部材３３Ｂの位置合わせの基準となる部分にのみテーパ部を形成しても良い。更に、テーパの方向を逆向きとして、レンズ側が広がるようなテーパ部を形成しても良い。

本発明は、家庭等で光ファイバを利用した光通信システムを構築する際に使用される光コネクタに適用される。

参考例１の光結合器の一例を示す構成図である。 参考例１の光結合器の一例を示す構成図である。 光コネクタの一例を示す構成図である。 参考例２の光結合器の一例を示す構成図である。 参考例３の光結合器の一例を示す構成図である。 参考例４の光結合器の一例を示す構成図である。 比較例の光結合器の一例を示す構成図である。 参考例５の光結合器の一例を示す構成図である。 参考例６の光結合器の一例を示す構成図である。 参考例７の光結合器の一例を示す構成図である。 参考例８の光結合器の一例を示す構成図である。 本実施の形態の光結合器の一例を示す構成図である。 本実施の形態の光結合器を備えた光コネクタの一例を示す構成図である。

符号の説明

１Ａ〜１Ｉ・・・光結合器、２Ａ〜２Ｉ・・・レンズ部材、３Ａ〜３Ｉ・・・レンズ形成部、４Ａ〜４Ｉ・・・ファイバ保持部、５Ａ〜５Ｉ・・・コリメータレンズ、６Ａ〜６Ｉ・・・ファイバガイド溝、７・・・押さえ蓋、８・・・接着剤、９ａ・・・ピッチ変換部、９ｂ・・・結合部、１０：接着剤逃げ溝、１１・・・載置面、１２・・・接着剤逃げ溝、１３・・・ファイバ挿入穴、１４・・・接着剤導入溝、１５・・・連結壁部、１６・・・ファイバ押さえ部、１７ａ・・・位置合わせ凸部、１７ｂ・・・位置合わせ凹部、１８・・・テーパ部、１９・・・連結壁部、２０・・・光ファイバ、２０ａ・・・コア、３１Ａ，３１Ｂ・・・光コネクタ、３２Ａ，３２Ｂ・・・フェルール部材、３３Ａ，３３Ｂ・・・スリーブ、３４ａ・・・光路形成開口部、３４ｂ・・・ファイバ導入開口部、３５・・・位置合わせテーパ部

Claims (7)

1. 少なくとも２個以上のレンズが並列して配設されたレンズ形成部と、
   前記レンズ形成部と垂直方向で一体に形成され、光ファイバを保持するファイバ保持部と、
   前記ファイバ保持部に形成され、前記レンズの数に対応して前記光ファイバを挿入可能で、前記光ファイバを前記レンズに光結合するよう位置合わせするファイバガイド溝と、
   前記ファイバガイド溝の長手方向と同方向の前記ファイバ保持部の側面両側に形成されたテーパ部と、
   前記テーパ部の外形に合致する開口部である位置合わせテーパ部を有すると共に、前記テーパ部が前記位置合わせテーパ部に挿入されたときに、前記レンズ側に光結合の光路形成のための所定長さを有する光路形成開口部を有するフェルール部材と、を備える、
   光結合器。
2. 前記各ファイバガイド溝に、前記光ファイバを固定する接着剤が入り込むように、前記レンズ側となる端部同士間を連結して形成された逃げ溝を備える、請求項１に記載の光結合器。
3. 前記ファイバガイド溝に挿入された前記光ファイバを押さえると共に、前記ファイバガイド溝に挿入された前記光ファイバと前記レンズとの接続部を覆う押さえ蓋と、
   前記レンズ形成部の、前記ファイバガイド溝の前記レンズ側の端部に形成され、前記押さえ蓋が載る載置面と、を備える、
   請求項１または２に記載の光結合器。
4. 前記レンズ形成部の前記ファイバガイド溝側の端部に、前記光ファイバの先端が挿入されるファイバ挿入穴を形成した、
   請求項１または２に記載の光結合器。
5. 前記レンズ形成部は、前記レンズを型による一体成形で形成した、
   請求項１〜４のいずれかに記載の光結合器。
6. 少なくとも２個以上のレンズが並列して配設されたレンズ形成部と、
   前記レンズ形成部と垂直方向で一体に形成され、光ファイバを保持するファイバ保持部と、
   前記ファイバ保持部に形成され、前記レンズの数に対応して前記光ファイバを挿入可能で、前記光ファイバを前記レンズに光結合するよう位置合わせするファイバガイド溝と、
   前記ファイバ保持部の、前記ファイバガイド溝の長手方向側の両側面に形成されたテーパ部と、
   前記テーパ部の外形に合致する開口部である位置合わせテーパ部を有すると共に、前記テーパ部が前記位置合わせテーパ部に挿入されたときに、前記レンズ側に光結合の光路形成のための所定長さを有する光路形成開口部を有するフェルール部材と、を備える光結合器を一対設けてなり、
   一対の前記フェルール部材が挿入可能な大きさで、且つ、前記レンズ形成部同士を対向する向きに挿入するようにしたスリーブと、を備えた、
   光コネクタ。
7. 前記レンズは、前記光ファイバから出射された光を平行光とするコリメータレンズである、請求項６に記載の光コネクタ。

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